土 壤 水 分

第五章土壤水根据土壤水分所受的力作用把土壤水分类型分为如下几类：1吸附水，受土壤吸附力作用保持，可分为吸湿水和膜状水2毛管水，受毛管力的作用而保持3重力水，受重力支配，容易进一步向土壤剖面深层运动毛管悬着水：在地下水较深的情况下，降水或灌溉水等地面水进入土壤，借助毛管力保持在上层土壤的毛管孔隙中的水分，它与来自地下水上升的毛管水并不相连，好像悬挂在上层土壤中的一样毛管上升水：借助毛管力由地下水上升进入土壤中的水称为毛管上升水，从地下水面到毛管上升水所能到达的相对高度叫毛管水上升高度田间持水量：土壤毛管悬着水达到最多时的含水量。

在数量上包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水临界深度：指含盐地下水能够上升到达根系活动层并开始危害作物时的埋藏深度土壤水的有效性：土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。

不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有效水。

其中因其吸收难易程度不同又可分为速效水和迟效水。

萎蔫系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量，它因土壤质地、作物和气候等不同而不同土壤有效水最大含量：通常把土壤萎蔫系数看作土壤有效水的下限，土壤持水量视为土壤有效水的上限。

质量含水量：土壤中水分质量与干土质量的比值容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的容积百分数Θv=Θm·ρ相对含水量：指土壤含水量占田间持水量的百分数土壤贮水量：一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量水深Dw：指在一定厚度以i的那个面积土壤中所含水量相当于相同面积水层的厚度Dw=Θv·h绝对水体积：一定面积一定厚度土壤中所含水量的体积，由D w·指定面积土壤水分含量测定1烘干法2中子法3TDR法土壤水的能态土水势：把单位数量纯水可逆地等温地以无穷小量从标准大气压规定水平的水池中移至土壤中某一点所需做功的数量。

土壤水总是从水势高处流向水势低处。

土水势各分势1基质势：由吸附力和毛管力所制约的土水势。

土壤含水量越低，基质势也越低。

土壤水分一、土壤水的形态分类1、固态水—土壤水冻结时形成的冰晶。

2、气态水—存在于土壤空气中的水蒸气。

3、束缚水—是籍土壤吸附力保持的水分，又称为吸附水。

分为：3.1吸湿水—干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分。

干土从空气中吸着水汽所保持的水称为吸湿水；吸湿水表现出固态水的性质，不能自由移动，植物无法利用，属于无效水分。

又称为紧束缚水。

3.2膜状水—土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜，这部分水称为土壤膜状水。

膜状水具有液态水的性质，可以部分为植物吸收利用。

4、自由水—又分为：4.1毛管水—指借助于毛管力(势)，吸持和保存土壤孔隙系统中的液态水,又分为悬着水和支持毛管水。

4.1.1悬着水—指不受地下水源补给影响的毛管水，即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水；旱地悬着毛管水的最大值称为田间持水量。

4.1.2支持毛管水—指土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水，即地下水沿着土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部分水分。

亦称为毛管上升水。

4.2重力水—当土壤含水量超过田间持水量后，过量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移动的水分。

4.3地下水—土壤或母质中有不透水层存在时，向下渗漏的重力水会在其上的土壤孔隙中聚积起来，形成一定厚度的水分饱和层，其中的水可以流动，称为地下水。

二、土壤含水量的表示方法1、重量含水量—土壤水的重量占土壤干重的百分数。

干土重为105℃~110℃的烘干土重。

土壤重量含水量(%)=水的重量/土壤干重=土壤容积含水量/容重2、容积含水量—单位土壤总容积中水分所占的容积分数。

土壤容积含水量(%)=水的体积/土体体积=土壤重量含水量×容重3、土壤相对含水量—某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数。

三、土壤水分常数1、饱和含水量—当土壤所有的孔隙都充满水时的土壤含水量，也称全持水量。

是确定水田灌水水量的依据。

2、田间持水量—土壤中悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量。

土壤水分的测定土壤水分含量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比例，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。

在栽培作物时，需经常了解田间含水量等土壤水分状况，以便适时灌排，利于耕作，保证作物生长对水分的需求，达到高产丰收。

土壤水分大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类。

自由水是可供植物自由利用的有效水和多余水，可以通过土壤在空气中自燃风干的方法从土壤中释放出来；吸湿水是土壤颗粒表面被分子张力所吸附的单分子水层，只有在105-110℃下才能摆脱土壤颗粒表面分子力的吸附，以气态的形式释放出来，由于土粒对水汽分子的这种吸附力高达成千上万个大气压，所以这层水分子是定向排列，而且排列紧密，水分不能自由移动，也没有溶解能力，属于无效水；而化学结合水因为参与了粘土矿物晶格的组成，所以是以OH-的形式存在的，要在600--700℃时才能脱离土粒的作用而释放出来。

1、新鲜土样水分的测定土壤水分的测定方法很多，实验室一般采用酒精烘烤法、酒精烧失法和烘干法。

(一)烘干法实验原理：烘干法是测定土壤含水量的常用方法，测定本身的误差取决于天平的精确度和取样的代表性。

同时烘干过程中温度与烘干时间的控制也是影响测定结果准确度的重要因素，样品要求在105℃烘干6-8小时，以确保将土壤样品中的自由水和吸湿水驱走，而化学结合水不至于排出，有机质也只有微量的氧化分解挥发损失。

对于腐殖质含量较高的土壤（＞8%）、泥炭土及盐土，温度不应超过105℃，含有石膏的土壤只能加热到80℃，以免造成样品中结晶水的损失。

操作步骤：准备工作：在室内将铝盒编号并称重，重量记为W 1取样：在田间用土钻钻取有代表性的土样，取土钻中段土壤样品约20克，迅速装入以编号的铝盒内，称量铝盒与新鲜土壤样品的重量，记为W 2，带回室内。

烘干：打开铝盒盖子（盖子放在铝盒旁边），放在105℃的恒温烘箱内烘干6小时，盖好盖子，将铝盒置于干燥器内冷却30分钟，称重。

恒重：打开铝盒盖子，放在105℃的恒温烘箱内再次烘干3-5小时，盖好盖子，将铝盒置于干燥器内冷却30分钟，称重。

土壤水分含量的表示方法土壤含水量土壤水分含量的表示方法一、土壤绝对含水量1、重量百分数：土壤水分的重量占烘干土的百分率。

2、体积百分数：土壤容积含水量%=土壤重量含水量*容重意义：可反映土壤孔隙的充水程度，可计算土壤的固、液、气相的三相比。

如土壤含水量（重量）20%，容重为1.2。

则土壤容积含水量为20%*1.2=24.0% 土壤总孔隙度=1―1.2/2.65=55%空气所占体积为55%―24%=31%固相体积为100―55%=45%。

3、土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（平方米）*土层深度*土壤容重*土壤重量含水量如土壤田间持水量为25%（重量），容重1.1。

测得土壤自然含水量为10%，现将没亩1米深的土层内含水量提高到田间持水量水平，问应灌多少水（立方米/亩）应灌水量（立方米/亩）=666.6*1*1.1*（25%―10%）=110立方米/亩4、水层厚度：单位面积上一定土层厚度内含有的水层厚度，可与雨量相比。

水层厚度(mm)=土层厚度（h）*土壤容重（d）*重量百分数%*105、水体积：水层厚度乘以面积。

二、土壤相对含量土壤水分含量占饱和含水量的百分比或占田间持水量的百分比。

三、水分常数：土壤含水量根据受土壤各种力的作用达到某种程度的水量，对于同一土壤来说，此时的含水量基本不变，称为土壤水分常数，又叫水分特征值，它是一些与植物吸收水分有关系的数值。

1、吸湿系数（最大吸湿水量）土壤含水量是在相对湿度接近饱和空气时，土壤吸收水汽分子的最大量与烘干土重的百分率。

2、凋萎系数当植物产生永久凋萎时的土壤含水量。

此时土壤水主要是全部的吸湿水和部分膜状水。

经验公式凋萎系数=吸湿系数*（1.34～1.5）3、田间持水量当土壤被充分饱和后，多余的重力水已经渗漏，渗透水流已降至很低甚至停止时土壤所持的含水量。

此时水分类型包括吸湿水、膜状水和全部毛管悬着水。

田间持水量=吸湿系数*2.5测定方法（野外）：在野外地里灌水后，铺上枯枝落叶防止蒸发，两天后，重力水下渗，这时所测得的土壤含水量就是田间持水量。

土壤水分按其存在形态大致分为以下几种类型：
1.吸湿水：干燥的土壤颗粒借助表面的分子引力吸收大气中气态水
分子而保持在土粒表面的水分。

土壤空气湿度越大，土壤质地越教重，吸湿水含量越大。

2.膜状水：土壤水分达到最大吸湿量以后，土壤颗粒依靠剩余的分
子引力对液态水分子吸附。

并在吸湿水的外围形成一展两薄的水膜。

膜状水的性质与液态水相似，只是激滞性较南而无溶解性。

对植物部分有效。

3.毛管水：指存在于毛管孔隙中，由毛管力保持的水分。

毛管水对
植物生长是有效的，可以上下左右移动，不断满足植物对水的需求，同时还有溶解养分的能力，所以也有补给养分的作用。

4.重力水：土壤含水量达到田间持水量之后，超过的水分出于不能
被毛管力所保持，而受重力支配，沿着土壤大孔隙向下移动。

重力水能被植物吸收利用，但很快会渗透淋失，不能持续供给植物利用。